FAQ ballon d'eau chaude et stockage

Un ballon d'eau chaude est un réservoir isolé qui stocke de l'eau chaude potable afin qu'elle soit disponible plus vite que ne pourrait la produire à la demande n'importe quelle source de chaleur. Dans un ballon indirect, la source de chaleur (chaudière, pompe à chaleur ou capteur solaire) circule dans un [échangeur à serpentin](knowledge/glossary/coil-heat-exchanger) scellé à l'intérieur du ballon et ne se mélange jamais à l'eau potable ; dans un ballon direct, une résistance électrique chauffe l'eau stockée elle-même. L'eau froide entre par le bas et l'eau chaude sort par le haut, et c'est la stratification des températures entre les deux qui rend le volume utilisable.

Entre 150 et 250 litres pour la plupart des familles, selon la valeur de dimensionnement habituelle de 30 à 50 litres d'eau chaude stockée par personne. Un foyer de quatre personnes avec une salle de bains se situe en général à 180–200 litres ; avec une deuxième salle de bains, une baignoire ou une douche à fort débit, 250–300 litres est le choix le plus sûr. Les systèmes à pompe à chaleur se placent en haut de la fourchette car ils réchauffent plus lentement qu'une chaudière.

Environ cinq ou six à la suite. Une douche de huit minutes à 9 litres par minute consomme 72 litres d'eau mitigée à environ 40 °C, ce qui prélève environ 43 litres dans un ballon stocké à 60 °C une fois l'eau froide mélangée ; un ballon de 300 litres, dont peut-être 80 % sont utilisables avant que la température de sortie ne chute, couvre donc cinq à six douches. Une pomme de douche à fort débit ou une température de stockage plus basse fait vite baisser ce nombre.

Généralement oui. Cinquante gallons américains représentent environ 190 litres, ce qui reste confortablement dans la règle de 30 à 50 litres par personne pour quatre personnes. Ce qui décide réellement, c'est le débit de première heure indiqué sur l'étiquette (la quantité d'eau chaude que l'appareil fournit pendant la première heure, réchauffage compris), car un ballon électrique se reconstitue beaucoup plus lentement qu'un ballon à gaz de même volume. Deux salles de bains utilisées simultanément le matin plaident pour la taille au-dessus.

Cela dépend du nombre d'occupants, pas du nombre de chambres. Quarante gallons américains représentent environ 150 litres, ce qui convient à deux ou trois personnes ; une maison de trois chambres occupée par quatre ou cinq personnes avec une seule salle de bains manquera d'eau chaude pendant la pointe du matin. Comparez le débit de première heure de l'étiquette à votre heure la plus chargée plutôt que de vous fier à la capacité nominale.

De quinze à vingt-cinq ans pour un ballon de qualité correctement entretenu. Les ballons en acier émaillé n'atteignent le haut de la fourchette que si l'[anode magnésium](knowledge/glossary/magnesium-anode) sacrificielle est contrôlée environ tous les deux ans et remplacée lorsqu'elle est consommée aux deux tiers ; l'acier inoxydable atteint une durée de vie comparable lorsque la teneur en chlorures de l'eau convient à l'alliage. La cause la plus fréquente de défaillance précoce n'est pas l'âge mais une anode épuisée que personne n'a contrôlée.

Avec un entretien de l'anode, de 15 à 25 ans, soit la même catégorie que l'acier inoxydable, malgré l'affirmation « l'émail ne dure que 5 à 8 ans » qui circule sur Internet. L'émail est une couche de verre fusionnée à l'acier à haute température, et la norme DIN 4753-3 le définit comme un système composé du revêtement et d'une protection cathodique, et non comme un revêtement seul. Un émail sans anode active se détériore tôt ; un émail avec une anode est un ballon à longue durée de vie, comme l'expose [ballons émaillés ou en acier inoxydable](knowledge/questions/enamel-vs-stainless-steel-tank).

Oui, à une condition : la composition chimique de l'eau. L'acier inoxydable forme une couche d'oxyde passive qui se répare d'elle-même, n'a pas besoin d'anode sacrificielle et pèse moins qu'un ballon émaillé de même taille. Cette couche passive est cependant vulnérable aux concentrations élevées de chlorures, qui peuvent provoquer de la corrosion par piqûres ou de la corrosion sous contrainte au niveau des cordons de soudure : faites donc réaliser une analyse de l'eau avant de prescrire de l'acier inoxydable en bord de mer ou avec une eau fortement adoucie.

Une odeur d'œuf pourri dans l'eau chaude, une eau rouillée ou décolorée et, à l'inspection, une tige dont l'âme en acier est apparente ou dont le diamètre est passé des 26–33 mm d'origine à environ 10–15 mm. On ne peut pas en juger de l'extérieur sans retirer la tige ou sans utiliser un testeur d'anode qui mesure le courant de protection. Si l'on attend une fuite pour agir, le ballon est déjà irrécupérable.

Choisissez-la en fonction du ballon plutôt que d'une taille générique : utilisez la référence du fabricant indiquée sur la plaque signalétique ou, à défaut, le filetage (couramment 1 1/4" sur les ballons émaillés européens), le diamètre de la tige et la longueur installée. Mesurez aussi la hauteur disponible au-dessus du ballon, car une tige droite a besoin de sa propre longueur de dégagement pour être retirée. Lorsque la hauteur est insuffisante, une anode articulée à maillons accomplit le même travail dans une fraction de l'espace.

Deux chiffres s'additionnent. Le chauffage de l'eau relève d'une physique fixe, à 1,16 Wh par litre et par degré : porter 150 litres de 10 °C à 60 °C coûte donc environ 8,7 kWh ; à cela s'ajoute le fait qu'un ballon moderne bien isolé de 200 à 300 litres perd environ 1 à 2 kWh par jour en [pertes statiques](knowledge/glossary/standing-loss), que vous utilisiez l'eau ou non. Les anciens ballons à habillage lâche peuvent facilement perdre deux fois plus.

Environ 20 à 35 % de plus, et non les 56 % que suggère la différence de volume, car les pertes statiques suivent la surface et la surface croît plus lentement que le volume. L'épaisseur et la qualité de l'isolation comptent plus que la taille : l'étiquette énergie de l'UE indique les pertes statiques d'un ballon en watts, seule valeur qui permette de comparer directement deux produits. Les bouts de tuyauterie non isolés, les raccords et une base nue sont souvent responsables de plus de pertes que les litres supplémentaires.

Un ballon moderne isolé en usine ne perd qu'environ 4 à 7 °C sur une journée entière (c'est ce que représentent 1,5 à 2,5 kWh de pertes statiques quotidiennes dans un ballon de 300 litres) : l'eau chauffée le soir est donc encore parfaitement utilisable le lendemain matin. Ce qui met normalement fin à l'eau chaude, c'est le puisage, pas le refroidissement. Un ancien ballon dont l'habillage est mince ou a glissé peut perdre deux à trois fois plus.

Oui s'il repose sur un sol froid ou non isolé, avec un panneau rigide capable de supporter la charge : un ballon de 300 litres plein pèse plus de 300 kg, si bien qu'un isolant compressible de type combles ne convient pas. Les pertes vers le bas sont inférieures à celles par les côtés, mais elles sont continues et peu coûteuses à supprimer. Gardez les évacuations, les points de vidange et les organes de sécurité dégagés et visibles pendant cette opération.

Un thermostat de ballon à fixation par collier se place sous l'habillage isolant, au contact direct de la paroi métallique : c'est exactement là qu'il doit se trouver. Ce qui fausse son fonctionnement, c'est une perte de contact avec la paroi ou une position posée sur la mousse, car la sonde mesure alors de l'air emprisonné et laisse le ballon dépasser la température ou couper trop tôt. Les ballons dotés d'un doigt de gant d'usine sont encore préférables : utilisez-le, sonde enfoncée à fond.

Oui en fonctionnement normal. Un stockage à 60 °C maîtrise entièrement les [légionelles](knowledge/glossary/legionella), alors que 70 °C accélère l'entartrage du serpentin, augmente les pertes statiques et accroît le risque de brûlure sans aucun gain d'hygiène. Distribuez à 50–55 °C par un [mitigeur thermostatique](knowledge/glossary/thermostatic-mixing-valve) ; dans les logements neufs au Royaume-Uni, l'eau délivrée à une baignoire fixe ne doit pas dépasser 48 °C.

Éteinte en régime permanent, allumée en cycle programmé. Laisser une résistance en permanence sous tension est coûteux et inutile ; ce qui compte, c'est que tout le volume stocké atteigne 60 °C assez souvent, et la recommandation habituelle est hebdomadaire pour les systèmes qui stockent normalement à plus basse température, notamment les ballons de pompe à chaleur. La résistance est le moyen standard d'assurer ce cycle lorsque la source de chaleur principale ne peut pas atteindre 60 °C efficacement seule.

Un accumulateur thermique inverse l'agencement habituel : il contient de l'eau de chauffage plutôt que de l'eau potable et produit l'eau chaude sanitaire instantanément, au fur et à mesure du puisage, au travers d'un serpentin interne ou d'un échangeur à plaques externe. Cela supprime l'eau potable stockée dans le système, ce qui simplifie la maîtrise des légionelles, et permet à plusieurs sources de chaleur de charger un même ballon. Le point clé de la conception : l'accumulateur doit être maintenu assez chaud pour fournir à la demande : c'est naturel pour le solaire et les combustibles solides, et à la portée des pompes à chaleur haute température comme les modèles R290 lorsque l'échangeur est généreusement dimensionné.

Souvent plus longtemps qu'un ballon d'eau potable (vingt ans et plus est courant), car la charge stockée est une eau en circuit fermé, pauvre en oxygène et jamais renouvelée : la corrosion s'arrête donc pratiquement une fois l'oxygène initial consommé. Les pièces d'usure sont l'échangeur à plaques ou le serpentin, qui peut s'entartrer en eau dure, et la régulation. Traiter l'eau de remplissage puis la laisser en l'état est ce qui préserve cette durée de vie.

C'est la garde d'air visible entre les soupapes de sécurité d'un ballon et l'évacuation, de sorte que tout écoulement se voie au lieu de disparaître discrètement, et que rien ne puisse être siphonné de l'évacuation vers le ballon. De l'eau dans l'entonnoir est toujours un signal de défaut, jamais un fonctionnement normal. Il doit être monté à la verticale, à environ 500–600 mm de l'organe de sécurité au maximum, et rester visible et accessible.

La cause la plus courante est un vase d'expansion noyé : une fois sa charge d'air perdue, l'eau qui se dilate lorsque le ballon chauffe n'a nulle part où aller, si bien que la soupape de décharge de dilatation se soulève à chaque cycle de chauffe alors que la pression statique semble normale. Viennent ensuite des débris qui maintiennent une soupape de décharge décollée de son siège, ou un réducteur de pression d'arrivée en panne en position haute. Un entonnoir siphonné qui goutte en permanence signifie que les organes de sécurité se déclenchent : faites intervenir un technicien qualifié au lieu d'attendre de voir.

La précharge d'air doit correspondre à la pression d'entrée à froid de l'installation, c'est-à-dire au réglage du réducteur de pression, couramment 3–3,5 bar, et elle doit être mesurée côté eau entièrement dépressurisé, sans quoi le manomètre indique simplement la pression du réseau. Réglé trop bas, le vase se remplit d'eau et cesse d'absorber la dilatation ; réglé trop haut, il n'en accepte jamais. En Angleterre et au pays de Galles, c'est un travail pour une personne titulaire d'une qualification « unvented » (G3) en cours de validité.

En deux parties. La première va de la soupape de sécurité à l'entonnoir siphonné et doit être courte, l'entonnoir se trouvant à environ 500–600 mm de la soupape et visible ; la seconde part de l'entonnoir avec au moins 300 mm de chute verticale rectiligne avant tout coude, dans un matériau prévu pour l'eau bouillante, d'un diamètre supérieur d'au moins une taille à celui de la sortie de la soupape, avec une pente continue jusqu'à une terminaison où l'écoulement ne peut brûler personne. La longueur autorisée de cette seconde section diminue à chaque coude : il faut donc suivre le tableau de dimensionnement de la réglementation du bâtiment plutôt que de l'estimer.

En Angleterre et au pays de Galles, oui. Tout ballon de stockage d'eau chaude sous pression de plus de 15 litres relève des travaux contrôlés de la partie G3 des Building Regulations : il doit être installé, mis en service et entretenu par une personne compétente titulaire d'une qualification en cours de validité pour le stockage d'eau chaude sous pression, et les travaux doivent être soit auto-certifiés dans le cadre d'un régime de personnes compétentes (competent person scheme), soit notifiés au service du contrôle de la construction. L'entretien et la remise en pression du vase d'expansion relèvent de la même exigence.

Aussi bas dans le ballon que la conception le permet, si l'on veut chauffer tout le volume : un élément ne chauffe que l'eau située au-dessus de lui, si bien qu'un élément placé haut laisse froid tout ce qui se trouve en dessous. Les ballons conçus pour les tarifs heures creuses utilisent exactement cet agencement : un élément bas pour charger tout le ballon pendant la nuit et parfois un second élément, plus haut, pour un petit complément en journée. Ne poser qu'un élément haut en espérant un ballon entier d'eau chaude est la déception classique.

Non : ils sont à des hauteurs différentes précisément parce qu'ils ont des fonctions différentes. Le serpentin inférieur appartient au circuit solaire, qui donne son meilleur rendement face à l'eau la plus froide du ballon ; le serpentin supérieur dessert la chaudière ou la pompe à chaleur et n'a qu'à garantir de l'eau chaude dans la partie haute du ballon. Les raccorder en parallèle détruit cette répartition des rôles et ruine la [stratification](knowledge/glossary/stratification).

Seulement s'il a été conçu et certifié pour un montage horizontal. Coucher un ballon vertical sur le côté détruit la stratification des températures dont il dépend, éloigne le serpentin et la résistance de leurs positions prévues et peut emprisonner de l'air : il en résulte plus de brassage, une productivité solaire plus faible et moins d'eau chaude utilisable. Il existe des ballons horizontaux conçus à cet effet, notamment ceux utilisés sur les [chauffe-eau solaires à thermosiphon](knowledge/glossary/thermosiphon-system) ; prescrivez-en un plutôt que d'improviser.

Dans le doigt de gant, au niveau du bas du serpentin solaire, dans le tiers inférieur du ballon, afin que le régulateur compare le capteur à l'eau la plus froide disponible. Une sonde montée trop haut mesure une eau que le circuit solaire a déjà réchauffée et arrête la pompe beaucoup trop tôt, ce qui fait perdre de la productivité précisément les jours qui comptent. Enfoncez-la à fond dans son doigt de gant et utilisez de la pâte thermoconductrice lorsque le doigt de gant est surdimensionné.